[发明专利]带有载波偏移估计反馈的通信系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及2006年5月30日提交的美国专利申请No.11/442,838，这里通过引用并入该申请的全部内容。

技术领域

本发明一般地涉及无线通信系统，更具体而言涉及一种载波偏移估计反馈装置和带有该装置的通信系统。

背景技术

诸如蜂窝系统之类的无线通信系统允许用户在用户之间和/或在用户和小区基站之间无线地发送和接收数据。一般而言，无线通信系统必须工作在某一特定频率下，并且功率水平低于某一特定功率水平。在这些约束下，无线系统尝试最大化对于各个用户的数据传送，同时适应共享无线系统的所有其他用户的需求。因此，每个无线设备必须智能地使用分配带宽来最大化数据传送。

已经开发出若干种用于最大化分配带宽的使用的方法，其中一种是时分多址(TDMA)。有许多种不同类型的采用TDMA的通信系统。一种使用TDMA的通信系统是个人手持电话系统(PHS)，PHS是一种工作在1.88-1.93GHz频带内的移动电话系统。由于PHS的低成本优势，目前PHS已经被广泛使用。一般而言，PHS具有500mW的传输功率和10-100米的范围。

PHS使用TDMA作为无线电接口和自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)作为语音编解码器(codec)。语音编解码器包括在模拟和数字格式之间进行转换的模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)。TDMA是一种允许多个用户接入单个射频(RF)信道的数字信号传输方案。信道之间的干扰通过给每个信道内的每个用户分配唯一的时隙来加以避免。例如一个PHS帧包括四个信道：一个控制信道和三个流量信道。

现在参考图1，PHS电话系统包括具有天线12的PHS电话10和具有天线13的小区基站11。示例性的PHS电话10包括信号处理模块16、存储器22、电源24和I/O模块26。信号处理模块16包括发送模块18和接收模块20。I/O模块26可包括各种用户接口，例如麦克风26-1、扬声器26-2、显示器26-3、键盘26-4和摄像头26-5等等。

发送模块18将来自麦克风26-1的用户输入转换为PHS兼容信号。接收模块20将接收自天线12的数据转换为用户可识别格式，并经由扬声器26-2输出。信号处理模块16使用存储器22来处理发送到天线12并从天线12接收的数据。电源24向电话10供电。

数字数据一般由0和1代表，这些0和1被称为位。数据通常是利用承载信息的基带信号对载波信号的幅度、频率或相位加以调制而发送的。正交相移键控(QPSK)是一种常用在通信系统中的相位调制。在QPSK中，信息位被分组为称为dibit(二位二进制数)的对。从而，QPSK使用四个符号来代表dibit值00、01、10和11。QPSk将这四个符号映射到四个固定相位角。例如，符号00可以映射到+3π/4。另一方面，π/4-DQPSK使用差分编码，其中符号和相位角之间的映射是变化的。另外，π/4-DQPSK将这四个符号中的每一个映射到实和虚的相位角，从而导致八点星座式分布。

图2是示例性PHS时隙格式的示意图。控制信道(CCH)和流量信道(TCH)中的各个字段的含义将在下面描述。图3示出了对于CCH数据当前的解调机制。

如本领域技术人员公知的，无线通信系统的解调性能取决于许多因素，例如噪声、符号间干扰、频率偏移、定时偏差等等。如果其他因素较好，则载波偏移估计的精度就不是很重要，但是如果其他因素较差，则载波偏移估计的精度就会对整个性能有重要的影响，这已为实验所验证。

另外，注意，图3的解调机制只适用于控制信道，即CCH，对于TCH而言以上问题是不存在的，因为我们采用了AFC环路来修正载波偏移。

在实践中我们发现，图3的解调机制并不能很好地实现载波偏移估计。即，当SNR较低或符号间干扰比较严重时，通过仿真我们发现CCH的性能要比TCH的性能差的多，很显然，这是由于当前的载波偏移估计的不精确性引起的。

发明内容

在一个方面中，本发明公开了一种通信系统，包括：确定输入信号的载波频率偏移的载波偏移估计模块；旋转所述输入信号以最小化所述载波频率偏移并生成经补偿信号的旋转器；将所述经补偿信号与唯一字相关以获得定时校正的相关器；基于所述定时校正均衡所述经补偿信号并生成经均衡信号的均衡器；以及利用所述相关器的结果导出第二载波偏移量以根据所述第二载波偏移量再次进行旋转的载波频率修正模块。